天基红外系统及空间光电对抗装备进展

随着信息技术的进展,战争已从陆、海、空扩展到外层空间,信息和反导已成为世界军事领域的两大课题。介绍了美国天基红外系统(SBIRS)的作用、组成、最新进展及技术特点,分析了空间光电对抗技术的原理及空间光电对抗装备发展现状。对预警卫星系统和空间光电对抗设备建设具有借鉴作用。     

复杂背景下红外点目标探测概率估算

红外成像系统对点目标的探测概率在实际应用中往往受到复杂背景的极大影响,而现有的计算方法并不能适用于复杂背景下的探测概率估算.首先从红外成像系统对点目标的作用距离模型出发,分析了探测概率与信噪比、作用距离的关系,推导出单一背景下红外点目标的探测概率估算方法;然后,利用红外成像系统的亮度-灰度函数,通过背景的红外图像灰度信息计算得到其红外辐射亮度;最后,引入概率统计的思想对单一背景下探测概率的估算方法进行了改进,提出了复杂背景下红外点目标探测概率的估算方法.实验结果表明:该估算方法可以有效评估实际应用中典型复杂背景对红外成像系统的点目标探测概率的影响.      

在Mahr PLM1000测长机上测量光面环规的方法

介绍了在Mahr PLM1000型测长机上测量光面环规的基本原理和操作方法。通过与光面环规的传统测量方法进行对比,总结出该方法具有简单方便、测量效率高、误差小等优点,相对于传统的测量方法有着明显的优越性。     

一种基于结构相似性的动特性预示方法

提出了一种基于结构相似性的全弹动特性预示方法。首先通过基于遗传算法的模型修正方法,获得了参考型号精度较高的有限元模型,进而得出了结构刚度参数的修正系数,然后根据结构相似性,将参考型号结构刚度参数的修正系数应用于相似型号结构动特性建模及仿真。试验验证结果表明,采用本方法预示的导弹全弹动特性与试验结果相比,前三阶频率最大偏差不超过11%,各阶振型与试验结果相近。     

基于定位误差修正的运动目标TDOA/FDOA无源定位方法

针对时差(TDOA)、频差(FDOA)无源定位的两步加权最小二乘(TSWLS)方法定位均方根误差(RMSE)和定位偏差适应测量噪声能力差的问题,在分析了影响两步法定位性能的因素基础上提出一种基于一阶泰勒级数展开的定位误差修正方法。该方法的第1步和两步法相同;其第2步避免了两步法第2步中引入估计偏差的平方运算,利用一阶泰勒级数展开得到第1步定位误差的线性最小均方估计,修正第1步定位结果得到目标位置和速度的最终估计,从理论上证明了该方法可以达到定位的克拉美罗下限(CRLB)。计算机仿真对比了新方法和TSWLS方法、基于泰勒级数(TS)展开的迭代极大似然(ML)方法以及约束总体最小二乘(CTLS)方法的定位性能,新算法复杂度和两步法相当,且均方误差和定位偏差低于两步法、泰勒级数法和CTLS方法。     

脉冲等离子体推力器的设计评估仿真

运用磁流体动力学(Magnetohydrodynamic,MHD)的方法,对脉冲等离子体推力器推力室工作过程开展三维双温MHD数值仿真,并对推力室的工作机理进行了分析研究。通过该模型计算得到的推进剂烧蚀质量和原冲量与实验结果相符,同时对不同初始电压、电容、电极长度及推进剂高宽比下的情况进行了评估,为推力器设计提供指导依据。结果显示,高放电能量、长电极长度及大高宽比对推力器的性能都有一定提升,但这种提升是有限的,在进行推力器设计时,这些因素应进行综合考虑。     

脉冲等离子体推力器羽流的一体化粒子模拟

将DSMC(Direct Simulation Monte-Carlo)/PIC(Particle in Cell)流体混合算法与一维MHD双温放电模型相结合,一体化模拟NASA Glenn PPT羽流。对不同出口偏转角的羽流场进行模拟,给出了不同偏转角度下离子、电势、温度的变化情况,并与实验结果进行了比较。结果显示,该模型具有一体化(从工作过程到羽流)预测脉冲等离子体推力器羽流的能力。人工偏转角的加入,增强了羽流的扩散,使得羽流径向扩散、轴向收缩、回流减弱,同时对放电模型带来的不足有一定改善作用。     

一种Mx构型氦光泵磁力仪的磁共振理论分析与实验验证

从亚稳态氦原子的Liouville方程和Bloch方程出发,研究了基于Mx构型的亚稳态氦原子的光磁双共振过程,建立了光探测磁共振线型的理论模型,并通过实验对幅值信号与相位信号的磁共振线型仿真结果进行验证,实测曲线与理论预测匹配较好。对共振线宽进行了估算,讨论了影响磁力仪工作灵敏度的磁力仪设计参数,这对Mx构型氦光泵磁力仪的研制有重要的指导意义。     

Atmospheric Science with InSight

In November 2018, for the first time a dedicated geophysical station, the InSight lander, will be deployed on the surface of Mars. Along with the two main geophysical packages, the Seismic Experiment for Interior Structure (SEIS) and the Heat-Flow and Physical Properties Package (HP³), the InSight lander holds a highly sensitive pressure sensor (PS) and the Temperature and Winds for InSight (TWINS) instrument, both of which (along with the InSight FluxGate (IFG) Magnetometer) form the Auxiliary Sensor Payload Suite (APSS). Associated with the RADiometer (RAD) instrument which will measure the surface brightness temperature, and the Instrument Deployment Camera (IDC) which will be used to quantify atmospheric opacity, this will make InSight capable to act as a meteorological station at the surface of Mars. While probing the internal structure of Mars is the primary scientific goal of the mission, atmospheric science remains a key science objective for InSight. InSight has the potential to provide a more continuous and higher-frequency record of pressure, air temperature and winds at the surface of Mars than previous in situ missions. In the paper, key results from multiscale meteorological modeling, from Global Climate Models to Large-Eddy Simulations, are described as a reference for future studies based on the InSight measurements during operations. We summarize the capabilities of InSight for atmospheric observations, from profiling during Entry, Descent and Landing to surface measurements (pressure, temperature, winds, angular momentum), and the plans for how InSight’s sensors will be used during operations, as well as possible synergies with orbital observations. In a dedicated section, we describe the seismic impact of atmospheric phenomena (from the point of view of both “noise” to be decorrelated from the seismic signal and “signal” to provide information on atmospheric processes). We discuss in this framework Planetary Boundary Layer turbulence, with a focus on convective vortices and dust devils, gravity waves (with idealized modeling), and large-scale circulations. Our paper also presents possible new, exploratory, studies with the InSight instrumentation: surface layer scaling and exploration of the Monin-Obukhov model, aeolian surface changes and saltation / lifing studies, and monitoring of secular pressure changes. The InSight mission will be instrumental in broadening the knowledge of the Martian atmosphere, with a unique set of measurements from the surface of Mars.